辐射防护基础知识

10辐射防护辐射量的定义、单位和标准Xγ射线的辐射量分为电离辐射常用辐射量和辐射防护常用辐射量两类。前者包括照耀量、比释动能、吸取剂量等。后者包括当量剂量、有效剂量等。所谓“剂量”是指某一对象接收或“吸取”的辐射的一种度量。描述电离辐射的常用辐射量和单位1、照耀量照耀量的定义和单位照耀量是用来表征χ射线或γ射线对空气电离本领大小的物理量。定义：所谓照耀量是指χ射线或γ射线的光子在单位质量的空气中释放出来的全部电次级电子〔负电子或正电子种符号的〔带正电或负电的〕dQdm的所得PdQdmdQ——当光子产生的全部电子被阻挡于空气中时，在空气中所形成的任何一种符号的离子总电荷量确实定值。——体积球的空气质量用图表示1立方厘米的枯燥空气，其质量为0.001293克，这些次级电子是光子从0.0012930.0012930.001293在内。照耀量〔Ρ〕的SI单位为库仑/千克，用称号CKg 1表示，沿用的专用单位为伦琴，用字母R1〔0℃，1〕11〔2.083×109对离子〕11=3.33×10-10库伦33

枯燥空气质量为0.001293克=1.293×10-6千克3.3310101伦= =2.58×10-4库伦/千克1.293106负〕4.8×10-10静电单位，111/4.8×10-10=2.083×109对离子。照耀量只适用于χ、γ3MV照耀量率的定义和单位dp dt

dp

除以 所得的商即： dt

SI/CKg1h1或伦/〔Rh

1、伦/秒〔RS

1〕2、比释动能带电粒子的初始动能的总和。dE tdmdEt——不带电粒子在质量dm的某一物质内释放出来的全部带电粒子的初始动能的总和。比释动能只适用于、γ，但适用于各种物质。单位：焦耳/千克〔J·kg-1〕〔Gy〕1Gy=1Kg1J的辐射能量即：1Gy1JKg1。毫戈瑞mGy、微戈瑞Gy，

1Gy103mGy106Gy

rad

：1rad102Gy比释动能率的定义和单位

ddt单位：戈瑞/秒Gys13、吸取剂量吸取剂量的定义和单位吸取剂量是用来表征受照物体吸取电离辐射能量程度的一个物理量。定义：任何电离辐射，授予质量为dm的质量的平均能量d 除以dm的所得的商，即：Dd dm式中 为平均授予能，或者说：电离辐射传给单位质量的被照耀物质的能量叫吸取剂种类。它适用于任何电离辐射和任何被照耀的物质。吸取剂量〔D〕的单位和比释动能一样，SI单位是焦耳千克-1表示，其特定名称为戈瑞〔Gy〕沿用单位为拉德〔rad〕1=1/千克=100吸取剂量率的定义和单位吸取剂量率〔〕dt吸取剂量的增量dD除以该时间间隔dt所得的商即：dD/dt，吸取剂量率的单位：戈瑞/时、毫戈瑞/时〔mGy/h〕4、照耀量、比释动能、吸取剂量的联系和区分照耀量和比释动能的关系：射线照耀空气时，假设无视次级电子能量转移成热能和辐射能的局部即认为在量Ρ和比释动能ΚΚ=3372Ρ33.72eVXr在空气中的平均电离能。公式中照耀量Ρ的单位库仑/千克单位为戈瑞〔Gy〕

CKg1

、比释动能Κ的Χ射线的照耀量Ρ1.29×104CKg1Κ是多少？1.29104 33.271.610191.61019比释动能和吸取剂量的关系

33.271.29104

4.35103Gy比释动能和吸取剂量分别反映物质吸取电离辐射的二个阶段。对于肯定质量dm的dr物质，不带电粒子转移给次级电子的平均能量d 与物质吸取能量ddrΚDtrd d Ddm dmtr

相等，则比释射损失可以无视不计。照耀量和吸取剂量的关系：A、将空气中某点的照耀量换算成该点空气的吸取剂量。空D空

33.72空D——吸取剂量〔戈瑞〕空P——空气的照耀量〔库仑/千克〕空D空

8.69103空D——空气的吸取剂量〔戈瑞〕空P——空气的照耀量〔库仑〕空B、将空气中某点的照耀量换算成该点被照耀物质的吸取剂量D fP物质D Gy P——CKg1f——转换因子描述辐射防护的常用辐射量和单位：照耀量、比释动能及吸取剂量之间的关系：辐射量种类 照耀量Ρ剂量的含义 表征χγ在关心的体积内用于电离空气的能量

比释动能Κ表征χγ在所关心的体积内交给带电粒子的能量

吸取剂量D量适辐射场χ、γ不带电粒子电离辐射用范围介质空气任何物质任何物质单位CKg1Gy、radGy、rad换算关系1CKg13.877103R1Gy102rad1Gy102rad1、当量剂量和单位HT个因子叫做辐射权重因子W 对不同种类和能量的辐射进展修正用辐射权重R因子修正吸取剂量叫当量剂量。在辐射防护中，我们关心的往往不是受照体某点的吸取剂量，而是某个器官或组的。用辐射权重因子修正的平均吸取剂量即为当量剂量。T,R对于某种辐射R在某个组织或器官T中的当量剂量T,RH D WT,R T,R R式中：W R——辐射R的辐射权重因子DT,RRT假设某一器官或组织受到几种不同种类和能量的辐射的照耀，则应分别将吸取剂量用不同的WR所对应的辐射种类进展修正，而后相加即可得出总的当量剂量。对于受到多种辐射的组织或器官其当量剂量应表示为：H WT R

DT,R特定种类和能量的辐射在小剂量时诱发生物效应的机率大小。χ、γ射线不管其能量大小其辐射权重因子W当量剂量的单位由于W 是无量纲的，当量剂量的SI单位为JR

＝1RKg1，专用名称为希沃特S，VV因此，1SV

1JKg

1。VV此外还有毫希沃特〔mS〕和微希沃特〔μS〕VV2、当量剂量率及单位

1S 103mSV V

106SV 是单位时间内的当量剂量。SI单位为希沃特﹒秒-1〔S T V

1〕3、有效剂量组织权重因子：辐射防护中通常遇到的状况是小剂量慢性照耀，在这种状况下引起的辐射效应主TW表示。T每个W均小于1，对射线越敏感的组织，W越大，全部组织的权重因子的总和为1。T T有效剂量及单位：经过组织权重因子WT

加权修正后的当量剂量称为有效剂量，用字母E表示。由于W为无量纲，所以EHJKg1，专用单位S通常在承受T T VW分别对相应的器TE量的总和。用公式表示如下：E WHT TT由当量剂量定义可得到：H WDT R TRREWT

WDR TRT RHTTW TTRTE——有效剂量，单位：JKg1，称为希沃特〔S 〕V460以“确定性效应”取代“非随机性效应”为在辐射防护感兴趣的低剂量范围内这种效应的发生不存在剂量阈值。高则效应的严峻程度愈大。进一步明确吸取剂量定义：T吸取剂量均指某一组织或器官的平均吸取剂量〔D 〕单位JKg专用名称：戈瑞T〔Gy〕对于随机性效应的概率，可以用平均剂量来指示：这主要基于这样一种关系：即诱发某一个效应的概率与剂量的关系是线性的，这在有限的范围内是合理的近似。分布是相当均匀的，把平均吸取剂量直接用于确定性效应是不贴切的。定义的放射防护剂量单位——当量剂量HTR

D WTR RHDQND——吸取剂量Q——品质因素剂量测定方法和仪器辐射监测的内容及分类：1、工作场所监测透照室内辐射场测定四周环境剂量场分布测定掌握区和监视区剂量场分布测定安全措施，以便在正常工作条件下能有效掌握照耀剂量和防止潜在照耀。治理〕区：是指掌握区以外通常不需要实行特地防护手段和安全措施，但要不断检查其职业照耀条件的区域。现行标准规定：射线照相：掌握区边界的空气比释动能率40Gyh1来划分。2.5Gyh1来划分。2、个人剂量监测GB18871-2023《电离辐射防护及辐射源安全根本标准》的规定个人剂量监测的三种状况：对于任何在掌握区工作的工作人员有时进入掌握区工作并可能受到显著职业照耀的工作人员5mSv/a时间的资料对工作人员的职业照耀做出评价。对在监视区或只间或进入掌握区工作的工作人员，假设估量其职业照耀剂量在这种评价应以个人监测或工作场所监测的结果为根底。1mSv/a剂量测定仪器的工作原理1、利用射线通过气体时的电离效应；2、利用射线通过某些固体时的电离和激发；3、利用射线对某种物质的核反响或弹性碰撞所产生的易于探测的次级粒子；4、利用射线的能量在物质中所产生的热效应；5、利用射线〔α、β等〕所带的电荷；6、利用射线和物质作用而产生的化学效应。剂量仪器的选择及其校准1、仪器的选择监测射线的种类仪器的能量响应和测量范围所谓能量响应是指仪器的探测元件在不同能量χ、γ光子照耀下，同样的照耀引起〔即读数〕随光子能量的变化。假设这种差异小就称为能量响应好或能量依靠性小。仪器的量程仪器使用条件和现场测量要求2、仪器的校准准确度：当最大剂量当量与最大容许剂量可以比较时，准确度应达±30%；3承受的；大的努力来提高辐射测量准确度。场所辐射监测仪器1、电离室巡测仪、G-M3、闪耀巡测仪个人剂量监测仪器1、个人剂量笔2、热释光剂量计辐射防护的原则、标准和辐射损伤机理辐射防护的目的和根本原理1〕防止有害确实定性效应；1〕辐射实践的正值化(justificationofradiologicalpractice);辐射防护的最优化(optimisationofradiologicalprotection);个人剂量限值(individualdoseandriskslimits);剂量限值规定依据GB18771-2023《电离辐射防护与辐射源安全根本标准》的规定：1、职业照耀剂量限值：应对任何工作人员的职业水平进展掌握，使之不超过下述限值：〔但不行作任何追溯性平均〕20mSv。b〕任何一年中的有效剂量：50mSv。c〕眼晶体的年当量剂量：150mSv。d〕四肢〔手和足〕或皮肤年当量剂量：500mSv。16-18过程中需要使用放射源的学生应掌握其职业照耀使之不超过下述限值：a〕年有效剂量：6mSv。b〕眼晶体的年剂量：50mSv。c〕四肢或皮肤的年当量剂量：150mSv。特别状况照耀：依照审管部门的规定，可将剂量平均期由510此期间内，任何工作人员所承受的平均有效剂量不应超过20mSv，任何单一年份不应超100mSv时，应对这种状况进展审查。50mSv，临时变52、公众照耀剂量限值：a〕年有效剂量：1mSv。1mSv，则某一单一年份的有效剂量可5mSv。眼晶体的年当量剂量：15mSv。〔手和足〕或皮肤年当量剂量：50mSv。辐射损伤的机理：1、关于确定性效应和随机性效应的进一步说明；确定性效应：随机性效应：2、影响辐射损伤的因素：辐射性质：剂量大小：剂量率大小：照耀方法：照耀部位：照耀面积：3、辐射损伤的机理：射线的间接作用——游离基理论射线首先与细胞中的水起作用生成一种自由基〔游离基，再去破坏生物大分子导致细胞损伤。这个过程叫射线的间接作用。HO2辐射

HO2

次电子HOeH2

O2水的正、负离子不稳定要分解：HO2

H OHOHH

HO HOH2OHHRHRHHRHR—生物大分子的自由基

2RHOHRHO2可见生物大分子遭到破坏引起的生物效应。射线的直接作用3%以下的化合物受到几十万伦的照耀时，才有可能产生直接作用。辐射防护的根本方法和防护计算辐射防护的根本方法距离防护——远离射线源。屏蔽防护——在射源和人体之间加一层屏蔽物。1、时间：剂量=剂量率×时间2、距离：在辐射源肯定时，照耀剂量或剂量率与距离平方成反比，即：D R21 2D R22 1

或DR21 1

DR22 2DR1 1DR2 2R11R223、屏蔽

IIeO

所受的射线强度将大大的减弱，直到降到安全剂量为止。屏蔽方式：固定式和活动式屏蔽材料：铅和混凝土为优。照耀量的计算1、照耀量和毫克镭当量的关系：P8.4MtR2式中：P——照耀量〔R〕R——到射源的距离〔cm〕t——受照耀时间〔h〕8.4——1 毫克镭当量的γ源在空气中距射源1cm处的照耀率为8.4R/h〔伦/时。

照耀率与毫克镭当量的关系：P

8.4MR2553=30005=500

30008.45002

0.1伦/时Pt5伦2、照耀量和居里的关系式：AtP

(R)R2式中：P——照耀量〔R〕A——放射性强度〔Ci〕——照耀率常数〔Rm2hCi〕到射源的距离〔m〕t——受照时间〔h〕照耀率和居里的关系：

AR2Co601.32921.57Cs1370.3222.30.39Tm1700.00140.0970.0017Ir1920.47232.90.56Se750.2013.90.02γ源名称Rmγ源名称Rm2 hCi106 Cm2 KghBqCigRe防护计算1、时间防护剂量=剂量率×时间0.025mSv/时，在不超过一周的最大允许剂量状况下，问工作人员每周最多只能工作几小时？2、距离防护11DR211

DR22 21：今有一台χ18.35mSv/h，以每天工作〔2〕102：210mSv/h〔1〕6？〔2〕假设工2083、屏蔽防护的近似计算利用半价层近似计算屏蔽层厚度。所谓半价层是指χ、γ射线照耀率或照耀量减弱d1/2表示。利用半价层计算屏蔽层厚度的公式：1II

2n Ion2n II InLg2Lg oI

nLg oI

Lg2dnd1/2式中：Io——屏蔽前的辐射线强度n——半价层个数——半价层厚度计算步骤：1、先求出屏蔽前的射线强度2、确定屏蔽后的安全剂量3n47—85dnd1/2例1：Co68源，强度为5Ci，工作地点离源6米，工作点的允许剂量为4.17毫伦/时，试计算在源与工作点之间需加防的厚度为多少？2〔1〕假设某物质对某线质的χ射线的=1.6mm，1/20什么？例3：某单位95年1月1日进口了一台Co60源，当时的射源强度为50Ci，2023105每天的安全剂量为4.17/例4γ射线的能量为1.25MevPbPb？〔Pbμ=0.693/厘米〕5：1652.5，材料对该射线的6：Ir19215Ci，用来作球罐的周向曝光，该球外径为10工